Question

【题目】实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO33H2O．实验过程如图1：

（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3（s）+2H+（aq）═Mg2+（aq）+CO2（g）+H2O（l）△H=﹣50.4kJmol﹣1
Mg2SiO4（s）+4H+（aq）═2Mg2+（aq）+H2SiO3（s）+H2O（l）△H=﹣225.4kJmol﹣1
酸溶需加热的目的是_；所加H2SO4不宜过量太多的原因是 ．
（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为
（3）用图2所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+ ．
①实验装置图中仪器A的名称为 ．
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，、静置、分液，并重复多次．
（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO33H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水， ， 过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O．
已知该溶液中pH=8.5时Mg（OH）2开始沉淀；pH=5.0时Al（OH）3沉淀完全]．

Answer 1

【答案】
（1）加快反应（酸溶）速率；避免制备MgCO3时消耗更多的碱
（2）H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O
（3）分液漏斗；充分振荡
（4）至5＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加碳酸钠溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清夜中滴加碳酸钠溶液，若无沉淀生成
【解析】解：废渣主要成分为MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物，加入40%的硫酸酸溶，过量后滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铝和过量的硫酸，加入H2O2氧化亚铁离子，然后加入有机萃取剂萃取Fe3+ ， 分液后可除去溶液中的Fe3+ ， 分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+ ， 可调节溶液pH至5＜pH＜8.5，可除去Al3+ ， 又可防止生成Mg（OH）2 ， 过滤后在滤液中加入碳酸钠溶液，可生成MgCO3沉淀，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O．（1）酸溶需加热的目的是加快反应（酸溶）速率；H2SO4不宜过量太多的避免制备MgCO3时消耗更多的碱；所以答案是：加快反应（酸溶）速率；避免制备MgCO3时消耗更多的碱；（2）在酸性条件下，H2O2氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为水，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；
所以答案是：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；（3）①仪器A为分液漏斗；
所以答案是：分液漏斗；②萃取时，为使溶质尽可能被萃取，应充分振荡，以充分接触而分离；
所以答案是：充分振荡；（4）分液后水溶液中含有Mg2+、Al3+ ， 可调节溶液pH至5＜pH＜8.5，可除去Al3+ ， 又可防止生成Mg（OH）2 ， 过滤后在滤液中加入碳酸钠溶液，可生成MgCO3沉淀，静置，向上层清夜中滴加碳酸钠溶液，若无沉淀生成，说明已完全反应，过滤后，用水洗涤固体2﹣3次，在50℃下干燥，得到MgCO33H2O；
所以答案是：至5＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加碳酸钠溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清夜中滴加碳酸钠溶液，若无沉淀生成．